KR102298226B1 - 자동차 헤드램프용 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 헤드램프용 조명 장치(1)에 관한 것이며, 상기 조명 장치는 복수의 광원과, 광 전도성 중실체로 이루어지고 복수의 광 가이드(3b)를 구비한 광 가이드 유닛(3)과, 초점 평면(E)을 구비하여 하류에 배치되는 투영 렌즈(4)를 포함하며, 각자의 광 가이드(3b)는 이 광 가이드(3b) 내로 광원(2)의 광을 입력 결합하기 위한 광 입력 결합면(3b')을 포함하며, 광 가이드(3b)들은 통합되어 광 가이드 유닛(3)의 하나의 공통 광 출력 결합면(3a)을 형성하며, 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면(E)에 위치한다. 본 발명에 따른 조명 장치는, 광 가이드 유닛(3)이 적어도 하나의 광 투과성 방향 전환 부재(6)를 포함하고, 이 방향 전환 부재는 광 출력 결합면(3a)을 따라서 리브 형태로 연장되면서 광 출력 결합면(3a)을 넘어 투영 렌즈(4)의 방향으로 돌출되거나, 또는 상기 방향의 반대 방향으로 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 함몰부로서 형성되며, 방향 전환 부재(6)는 광 출력 결합면(3a)에서부터 방향 전환 부재(6) 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 투영 렌즈(4)의 방향으로 방향 전환하도록 구성된다.

Description

자동차 헤드램프용 조명 장치
본 발명은 자동차 헤드램프용 조명 장치(lighting device)에 관한 것이며, 상기 조명 장치는 복수의 광원과, 광 전도성 중실체(light conducting solid body)로 이루어지고 복수의 광 가이드를 구비한 광 가이드 유닛과, 초점 평면(focal plane)을 구비하여 하류에 배치되는 투영 렌즈(projection lens)를 포함하며, 각자의 광 가이드는 이 광 가이드 내로 광원의 광을 입력 결합하기 위한 광 입력 결합면(light input-coupling surface)을 포함하며, 광 가이드들은 통합되어 광 가이드 유닛의 하나의 공통 광 출력 결합면(light output-coupling surface)을 형성하며, 광 출력 결합면은 투영 렌즈 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈의 초점 평면에 위치한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 조명 장치를 포함한 차량 헤드램프, 그리고 본 발명에 따른 조명 장치 및/또는 본 발명에 따른 차량 헤드램프를 포함한 자동차에 관한 것이다.
최초에 언급한 유형의 조명 장치들은 문헌 AT 513 341 A1호로부터 공지되었다. 여기서 AT 513 341 A1호의 도 5 내지 도 8에는, 로우빔과 하이빔 분포 사이의 명암 경계의 영역에서 광 불균일성(light inhomogeneity)을 보상하도록 구성되는 광 가이드 유닛이 도시되어 있으며, 상기 보상을 목적으로 개별 광 가이드들은 상이한 연장부들을 따라서 서로 접촉하며, 그럼으로써 개별 광 가이드들을 통해 방출될 수 있는 광은 하류에 배치된 투영 렌즈의 초점 평면 전방의 정의된 이격 간격에서 혼합될 수 있게 된다.
광 모듈들의 치수들에 대해 끊임없이 증가하는 요건들, 특히 점점 더 조밀해지는 조명 장치들에 대한 요구로 인해, 투영 렌즈의 구조 높이는 이른바 렌즈 절개부(lens cut)를 통해 한정되었다. 이 경우, 렌즈 절개부는, 상류에 배치된 광 가이드 유닛에 의해 방출되는 광이 더 이상 완전하게 렌즈를 통해 매핑될 수 없고 렌즈 절개부 내에 부딪치는 과량의 광은 예컨대 차량 헤드램프 안쪽에서 흡수되어야 할 정도로 멀리 도달할 수 있으며, 그로 인해 광 패턴 내에서는 빈번하게 불균일성이 발생하고 시스템은 더 비효율적이 된다. 게다가, 조명 장치들의 광 패턴에서 상기 불균일성을 상쇄시키는 보충되거나 대안인 가능성이 바람직할 수 있다.
본 발명의 과제는 높은 효율을 유지하면서도 특히 조밀한 구성을 가능하게 하는 조명 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 최초에 언급한 유형의 조명 장치에 의해, 본 발명에 따라서 광 가이드 유닛이 적어도 하나의 광 투과성 방향 전환 부재(light permeable diverting element)를 포함하고, 이 방향 전환 부재는 광 출력 결합면을 따라서 리브(rib) 형태로 연장되면서 광 출력 결합면을 넘어 투영 렌즈의 방향으로 돌출되거나, 또는 상기 방향의 반대 방향으로 광 출력 결합면 안쪽에 함몰부로서 형성되며, 방향 전환 부재는 광 출력 결합면에서부터 방향 전환 부재 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 투영 렌즈의 방향으로 방향 전환하도록 구성됨으로써 해결된다. 본 발명에 따른 조명 장치를 통해, 여타의 경우 사용할 수 없는 렌즈의 절개 영역(cut region) 내로 방출될 수도 있는 광이 이제는 렌즈의 작용 영역으로 방향 전환될 수 있을 정도로, 적어도 하나의 방향 전환 부재를 이용하여 투영 렌즈의 광학 축의 방향으로 광을 방향 전환할 수 있다. 그에 따라, 조명 장치의 효율은 증가될 수 있고 그와 동시에 조밀한 구성도 제공될 수 있다. 그 대안으로, 또는 그에 보충되어, 적어도 하나의 방향 전환 부재를 통한 광의 방향 전환은, 동일하게, 투영 렌즈를 통해 매핑되는 광 분포의 여타의 경우 불균일한 영역 내로 광을 방향 전환하기 위해서도 이용될 수 있다.
"복수"란 용어는, 하기에서 본원 명세의 범주에서 - 다른 방식으로 명시되지 않은 점에 한해 - 2개보다 크거나 같은 임의의 개수를 의미한다. 통상의 기술자는 치수 설계할 조명 장치에 상응하게 각각의 부재들의 개수를 선택할 수 있다. "투명한 중실체(transparent solid body)"란 용어는, 몸체의 재료 안쪽에 중공부들이 없는 몸체를 지칭하며, 더욱 정확하게 말하면 몸체 안쪽의 광 전도가 몸체의 내부에서 수행됨으로써 중실체에서부터 광의 출사 시 후행 매체로의 광학 전이(optical transition)가 수행되는 정도의 몸체를 지칭한다. 또한, "광 출력 결합면이 투영 렌즈 내로 광을 방출하도록 구성되고 실질적으로 투영 렌즈의 초점 평면에 위치한다"는 표현은, 광이 광 출력 결합면에서부터 투영 렌즈 쪽으로 방출될 수 있는 배치를 의미하며, "실질적으로 초점 평면에"란 지시사항은, 광 출력 결합면이 최대한 초점 평면 안쪽에 위치하도록 형성되어 배치되게 하는 것을 의도하는 것으로 해석되어야 한다. 초점 평면은 실제로 상면 곡률(image field curvature)을 기반으로 동일하게 곡률을 보유할 수 있고 그에 따라 평면 형태와 다를 수 있다. 이런 경우에, 광 출력 결합면은, 바람직하게는 "만곡된" 초점 평면을 따라감으로써 매핑 오류가 감소될 수 있게 되도록 형성될 수 있다.
특히 방향 전환 부재는 광 출력 결합면의 전체 폭을 따라서 연장될 수 있다. 그에 따라, 방향 전환 부재는 광 분포에 특히 효과적으로 작용할 수 있다.
또한, 방향 전환 부재는 삼각형 횡단면을 보유할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 삼각형 횡단면은 3개의 변을 통해 한정되되, 삼각형의 제1 변은 광학 축에 대해 평행하게 연장되고 제2 변은 광 출력 결합면에 대해 평행하게 연장된다. 광학 축에 대한 제1 변의 평행한 배향을 통해, 방향 전환 부재의 상부에서 이미 광학 축에 대해 평행하게 광 출력 결합면에서 출사되는 광이 방향 전환 부재를 통해 의도하지 않는 방식으로 편향되는 점은 방지될 수 있다. 제2 변이 광 출력 결합면에 대해 평행하게 연장된다는 지시사항은, -비록 제2 변이 바깥쪽에서부터 식별될 수 없다고 하더라도, 예컨대 방향 전환 부재가 광 가이드 유닛의 중실체와 일체형으로 형성되고 그에 따라 제2 변이 광 출력 결합면을 확장시킨다고 하더라도- 적어도 "가상(fiction)으로" 나머지 두 변의 단부들 사이에서 연장된다는 것을 뜻하는 배향을 의미한다.
특히 삼각형 횡단면은 제2 변의 단부와 제1 변의 단부를 연결하는 제3 변을 보유할 수 있으며, 제2 변과 제3 변 사이의 경사각은 5°와 40° 사이이다. 방향 전환은 상기 경사각의 엄수 시 특히 효과적인 것으로서 입증되었다. 제3 변은 직선으로 형성되지 않아도 될뿐더러 예컨대 만곡되거나 구부러져, 특히 볼록하게 또는 오목하게 만곡되어 형성될 수 있다.
특히 바람직하게 광 가이드 유닛은 2개 이상의 방향 전환 부재를 포함할 수 있으며, 이들 방향 전환 부재는 광 출력 결합면 상에 서로 겹쳐서 배치된다.
또한, 바람직한 것으로서 입증된 점에 따르면, 투영 렌즈는 광학 축을 포함하며, 그리고 광 가이드 유닛은 광학 축이 광 출력 결합면과 교차하는 정도로 배치되되, 전체 방향 전환 부재는 광학 축의 하부에 배치된다. 그 대안으로, 예컨대 원거리(far-field)의 영역에서 광 분포의 형상을 최적화하기 위해, 개별 방향 전환 부재들은 광학 축의 상부에 배치될 수 있다.
방향 전환 부재들이 투영 렌즈의 광학 축에 더 가깝게 배치될수록, 광 가이드 유닛에서 출사되는 광빔들은 더욱더 약하게 편향되어야 한다. 그러므로 바람직하게는 각자의 방향 전환 부재의 제2 변과 제3 변 사이의 경사각은, 서로 겹쳐서 배치되는 방향 전환 부재들의 경사각이 투영 렌즈의 광학 축에 접근할수록 감소하도록 선택된다. 이는, 달리 표현하면, 방향 전환 부재들이 광학 축의 하부에 위치한다면, 상부에 배치되는 방향 전환 부재는 바로 아래에 배치되는 방향 전환 부재보다 방향 전환 부재의 제2 변과 제3 변 간에 더 작은 경사각을 보유한다는 것을 의미한다. 그에 따라, 상부 방향 전환 부재들은 광 출력 결합면을 넘어 바깥쪽으로 상대적으로 더 적게 돌출된다. 특히 상기 경사각의 감소율은 각각의 방향 전환 부재의 하부에 위치하고 가장 가깝게 있는 방향 전환 부재와 비교하여 5%와 50% 사이일 수 있다.
또한, 서로 겹쳐서 배치되는 방향 전환 부재들은 상호 간에 인접할 수 있으며, 그럼으로써 방향 전환 부재들은 매우 조밀하게 배치될 수 있게 된다.
또한, 광 가이드 유닛의 광 가이드들은 서로 겹쳐서 위치하는 적어도 2개, 바람직하게는 3개의 행으로 배치될 수 있되, 최하부 행은 광 출력 결합면의 출력 결합 섹션 내로 광을 입력 결합하고, 방향 전환 부재들은 단지 출력 결합 섹션의 하부 반부의 하부에 배치된다. 이런 배치는, 특히 최하부 행의 광 가이드들이 적어도 하나의 방향 전환 부재 및 투영 렌즈와 상호작용하면서 하이빔 분포를 형성하도록 구성된다면, 매우 바람직할 수 있다. 그 대안으로, 또는 그에 보충되어, 방향 전환 부재들은 광학 축의 상부에도 배치될 수 있다. 그 결과, 예컨대 원거리 광 분포는 긍정적인 영향을 받을 수 있다.
본원의 조명 장치의 매우 조밀한 구조 형태를 위해, 투영 렌즈는 자신의 상면 및 하면 상에 투영 렌즈 자신의 구조 높이의 감소를 위해 자신의 연속적인 주연(circumference)을 단속하는 절개부를 포함한다.
특히 각자의 광 입력 결합면에는 하나의 광원이 할당될 수 있으며, 그럼으로써 예컨대 개별 광원들 또는 광원들에 할당된 광 패턴 세그먼트들이 목표 지향 방식으로 조명되거나 차단될 수 있는 것인 헤드램프가 제공될 수 있게 된다.
매우 바람직하게는 광원들은 LED들일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 본 발명에 따른 조명 장치를 포함하는 차량 헤드램프, 특히 자동차 헤드램프에 관한 것이다. 특히 상기 차량 헤드램프의 경우, 방향 전환 부재들이 차량 헤드램프의 장착된 상태에서 광 출력 결합면을 따라서 수평 방향으로 연장됨으로써 수평 방향으로 광 패턴에 목표 지향 방식으로 균일하게 영향을 미치는 점이 보장될 수 있는 정도로 조명 장치가 배치될 수 있고 방향 전환 부재들은 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 본 발명에 따른 조명 장치 및/또는 적어도 하나의 본 발명에 따른 차량 헤드램프를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
이 경우, 투영 렌즈는 자동차의 전방 영역에서 적어도 하나의 광 패턴의 형태로 광을 매핑하도록 구성된다.
본 발명은 하기에서 도면들에 도시되어 있고 예시이면서 제한하지 않는 실시형태들에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 조명 장치의 또 다른 실시형태의 개략도이다.
도 3a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 3에 따른 조명 장치의 예시의 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 실시형태의 도면이다.
도 4a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 4에 따른 조명 장치의 예시의 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 5는 광로들이 그 내에 도시되어 있는 본 발명에 따른 조명 장치의 제2 실시형태의 예시의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 광 가이드 유닛의 단면도이다.
도 6a는 도 6의 상세도이다.
도 6b는 광 투과성 방향 전환 부재가 투영 렌즈의 방향의 반대 방향으로 광 출력 결합면 안쪽에 함몰부로서 형성되어 있는 것인 본 발명의 예시의 대안의 실시형태의 도면이다.
도 7은 광 가이드 유닛의 사시도이다.
도 8은 렌즈 절개부를 포함하는 종래 기술에 따른 또 다른 조명 장치의 도면이다.
도 8a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 8에 따른 조명 장치의 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 조명 장치의 제3 실시형태의 도면이다.
도 9a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 9에 따른 조명 장치의 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 10은 종래 기술에 따른 또 다른 조명 장치의 도면이다.
도 10a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 10에 따른 조명 장치의 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 조명 장치의 제4 실시형태의 도면이다.
도 11a는 단일의 광 가이드/광원의 활성화 동안 도 11에 따른 조명 장치의 광 분포를 나타낸 도면이다.
하기 도면들에서, -다른 방식으로 명시되어 있지 않은 점에 한해- 동일한 도면부호들은 동일한 특징들을 표시한다.
도 1에는, 종래 기술에 따른 조명 장치(1)가 사시도로 도시되어 있다. 조명 장치(1)는 도 2에 도시되어 있는 복수의 광원(2)을 포함하되, 도 2에는 도 1에 따른 조명 장치(1)의 단면도가 도시되어 있다. 또한, 조명 장치(1)는, 광 전도성 중실체로 이루어지고 복수의 광 가이드(3b)를 구비한 광 가이드 유닛(3)을 포함한다. 상기 광 가이드 유닛(3)은 예컨대 AT 513 341 A1호로부터 공지되었다. 그 외에도, 조명 장치(1)는 광학 축(X)을 포함한 투영 렌즈(4)를 포함하되, 광 가이드(3b)들은 통합되어 광 가이드 유닛(3)의 하나의 공통 광 출력 결합면(3a)을 형성한다. 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면에 위치한다.
도 3에는, 종래 기술에 따른 조명 장치의 또 다른 실시형태의 개략도가 도시되어 있다. 여기서는 광 가이드 유닛(3) 및 투영 렌즈(4)를 확인할 수 있되, 광 가이드 유닛(3)은 본 발명과 달리 방향 전환 부재들을 포함하지 않는다. 도 3a에는, 도 3에 따른 조명 장치(1)의 단일의 광 가이드(3b)/광원(2)의 활성화 동안 예시의 광 분포가 도시되어 있되, 이 광 분포는 동일한 광 세기를 갖는 영역들을 나타내는 등고선들을 통해 도해되어 있다. 여기서는, 도면부호 5로 표시된 영역들에서, 등고선들이 빽빽하게 인접해 있는 점에 상응하게, 조명 장치(1)의 광 패턴 또는 광 분포 내에서 강한 기울기들(gradient)이 발생한다는 점을 확인할 수 있다. 이처럼 강한 광 세기 기울기들은 광 분포 내에서 불리한 불균일성을 야기한다.
도 4에는, 본 발명에 따른 조명 장치(1)의 제1 실시예가 도시되어 있되, 광원(2)들은 본 사시도에는 도시되어 있지 않다. 본 발명에 따른 조명 장치(1)는 복수의 광원(2)과, 복수의 광 가이드(3b)를 구비하는 광 전도성 중실체로 구성되는 광 가이드 유닛(3)과, 예컨대 도 5에 도시되어 있는 초점 평면(E) 및 광학 축(X)을 구비하여 하류에 배치되는 투영 렌즈(4)를 포함한다. 광 가이드 유닛(3)은 광 출력 결합면(3a)을 포함하고, 이 광 출력 결합면에까지 광 가이드(3b)들이 연장되되, 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면(E)에 위치한다. 도 4에 도시되어 있는 본 발명의 제1 실시형태에서, 광 가이드 유닛(3)은 2개의 방향 전환 부재(6)를 포함하며, 이들 방향 전환 부재는 광 출력 결합면(3a)을 따라서 리브 형태로 연장되면서 광 출력 결합면(3a)을 넘어 투영 렌즈(4)의 방향으로 돌출된다. 두 방향 전환 부재(6)는 광 투과성이며, 그리고 광 출력 결합면(3a)에서부터 방향 전환 부재(6) 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 투영 렌즈(4)의 방향으로 방향 전환하도록 구성된다. 이 경우, 방향 전환 부재(6)들은 수평 방향으로 광 출력 결합면(3a)을 따라서 연장된다. 도 5에는, 도 4에 따른 조명 장치(1)의 단면도가 도시되어 있다. 여기서는 하부 광 가이드(3b)의 광로가 예시로서 도시되어 있되, 여기서는 예시의 광빔(LU)들을 통해 도시되어 있으면서 방향 전환 부재(6)를 통해 출사되는 광이 투영 렌즈의 광학 축(X)의 방향으로 어떻게 편향되는지를 확인할 수 있다. 편향은, 특히 방향 전환 부재(6)가 제공되지 않는 경우에 대한 광빔들의 형상을 나타내는 가상 광빔(LF)들과의 비교를 통해 확인할 수 있다. 또한, 도 5에서는, 광 가이드(3b)들은 각각 하나의 광 입력 결합면(3b')을 포함하고, 이 광 입력 결합면을 통해 광원(2)들은 광을 광 가이드 유닛(3) 내로 입력 결합할 수 있는 점을 확인할 수 있다.
도 5에서는, 가상 광빔(LF)들이 조밀한 투영 렌즈들의 경우 예컨대 절개부를 통해 이격되는 투영 렌즈(4)의 외부 영역(4a)에 부딪칠 수도 있는 점을 분명하게 확인할 수 있다. 이런 경우에, 광빔(LF)들은 더 이상 광 분포의 형성에 기여하지 않을 수 있으며, 그로 인해 조명 장치(1)의 효율은 감소될 수도 있다. 이와 반대로, 방향 전환 부재(6)들의 제공은, 예시의 광빔(LU)들을 통해 도시된 것처럼, 광학 축의 방향으로 상기 광빔들을 편향시키는 것을 가능하게 하며, 그럼으로써 조명 장치의 효율은 자신의 조밀한 구조 형태에도 불구하고 변함없이 높게 유지되게 된다.
도 6에는, 예컨대 본 발명의 제1 실시형태에서 제공될 수 있는 것과 같은 예시의 광 가이드 유닛(3)의 단면도가 도시되어 있다. 도 6a에는, 방향 전환 부재(6)들이 특히 분명하게 도시되어 있는, 도 6의 상세도가 도시되어 있다. 여기서는, 방향 전환 부재(6)들이 3개의 변을 통해 한정되어 있는 삼각형 횡단면을 보유하는 점을 확인할 수 있되, 삼각형의 제1 변(S1)은 광학 축(X)에 대해 평행하게 연장되고 제2 변(S2)은 광 출력 결합면(3a)들에 대해 평행하게 연장된다. 제3 변(S3)은 제1 및 제2 변(S1 및 S2)을 각각 서로 연결하여 삼각형을 형성하되, 제2 변과 제3 변 사이에는, 제2 변(S2)에 상대적인 제3 변(S3)의 기울기를 지칭하는 경사각(α)이 형성된다. 상기 경사각은 전형적으로 5°와 40° 사이이며, 여기서는 경사각이 더 크게 선택될수록, 방향 전환 부재는 광 출력 결합면(3a)을 넘어 더욱더 멀리 돌출된다는 사항이 적용된다. 제3 변(S3)은 반드시 직선으로 형성되지 않아도 된다. 방향 전환 부재(6)는 전형적으로 0.5 내지 2㎜의 높이(h)를 보유하며, 방향 전환 부재(6)의 깊이는 예컨대 0.1과 0.5㎜ 사이일 수 있다. 본 예시에서, 서로 겹쳐서 배치되는 2개의 방향 전환 부재는 직접적으로 상호 간에 인접하며, 그럼으로써 광이 방향 전환 부재(6)들 사이에서 편향되지 않고 광 출력 결합면(3a)에서부터 출사되는 점은 방지될 수 있게 된다. 서로 겹쳐서 배치되는 방향 전환 부재(6)들의 경사각(α)들은 불가피하게 동일하지 않아도 될뿐더러, 서로 다를 수도 있다. 이렇게, 바람직한 것으로 입증된 점에 따르면, 서로 겹쳐서 배치되는 방향 전환 부재(6)들의 경사각(α)들은 광학 축(X)에 점점 더 접근할수록 감소한다. 이렇게, 예컨대 하부 방향 전환 부재(6)의 경사각(α1)은 바로 그 상부에 배치되는 방향 전환 부재(6)의 경사각(α2)보다 더 클 수 있으며, 이는 그 상부에 배치되는 방향 전환 부재들에도 동일하게 적용된다.
도 6b에는, 광 투과성 방향 전환 부재(6)들은 투영 렌즈(4)의 방향의 반대 방향으로 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 함몰부로서 형성되어 있는 것인 본 발명의 예시의 대안의 실시형태가 도시되어 있다. 그러므로 방향 전환 부재(6)들은 예컨대 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 리세스로서 형성될 수 있되, 리세스는 원칙상 투영 렌즈(4)의 방향으로 광 출력 결합면(3a)으로부터 돌출되는 방향 전환 부재(6)와 동일한 기하학적 형태를 보유할 수 있다.
도 7에는, 본 발명에 따른 광 가이드 유닛(3)의 사시도가 도시되어 있되, 여기서는 광 가이드(3b)들이 분명하게 확인될 수 있고, 광 가이드(3b)들에 할당된 광원(2)들은 더 나은 명확성을 위해 도시되어 있지 않다. 본 예에서, 광 가이드 유닛(3)의 광 가이드(3b)들은 서로 겹쳐서 위치하는 3개의 행으로 배치되어 있되, 최하부 행은 광 출력 결합면(3)의 출력 결합 섹션(3a')(도 6도 참조) 내로 광을 입력 결합하며, 방향 전환 부재들은 단지 출력 결합 섹션(3a')의 하부 반부의 하부에만 배치된다. 최하부 행의 광 가이드(3b)들은 방향 전환 부재(6)들 및 투영 렌즈(4)와 상호작용하면서 하이빔 분포를 형성하도록 구성되되, 이를 목적으로 광은 광원(2)들을 통해 광 가이드(3b)들 내로 조사(irradiation)된다.
도 8에는, 절개된 투영 렌즈(4)가 도시되어 있는 종래 기술에 따른 또 다른 조명 장치가 도시되어 있다. 도 8a에는, 불균일한 영역(5)들을 확인할 수 있는 것인 도 8에 따른 조명 장치의 광 분포가 도시되어 있다.
도 9에는, 본 발명에 따른 조명 장치의 제3 실시형태가 도시되어 있다. 여기서의 배치는, 광 가이드 유닛(3)이 이미 언급한 방향 전환 부재(6)들을 포함하는 점에서 도 8에 따른 배치와 구분된다. 도 9a에는, 종래 불균일한 영역들이 이제는 분명히 향상되고 도면부호 5'로 참조 표시되어 있는 것인 도 9에 따른 조명 장치의 광 분포가 도시되어 있다.
도 10에는, 렌즈 절개부가 도 8에 따른 실시형태에서보다 분명히 더 강하게 도시되어 있는 것인 종래 기술에 따른 또 다른 조명 장치가 도시되어 있다. 여기서 렌즈 높이는 도 8에 따른 65㎜ 대신 예컨대 53㎜이거나, 절개되지 않은 렌즈에서의 예컨대 90㎜이다. 도 10a에는, 도 10에 따른 조명 장치의 광 분포가 도시되어 있되, 불균일한 영역은 도면부호 5를 통해 강조되어 있다.
도 11에는, 동일하게 예컨대 53㎜의 렌즈 높이까지 투영 렌즈(4)의 렌즈 절개부를 포함하는 본 발명에 따른 조명 장치(1)의 제4 실시형태가 도시되어 있으며, 도 11a에는 대응하는 광 분포가 도시되어 있다. 여기서는, 도 10a의 영역(5)에서 확인할 수 있었던 불균일성이 도 11a의 영역(5')에서 방향 전환 부재(6)들을 통해 보상될 수 있었다는 점을 분명하게 확인할 수 있다. 또한, 도 11에서는, 투영 렌즈(4)가 자신의 상면 및 하면에 투영 렌즈 자신의 구조 높이의 감소를 위해 자신의 연속적인 주연을 단속하는 절개부(4')를 포함하는 점을 분명하게 확인할 수 있다.
본원의 교시를 고려하면, 통상의 기술자는, 발명의 관여 없이 본 발명의 미도시한 다른 실시형태들에 도달할 수 있다. 그러므로 본 발명은 도시된 실시형태들로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명 또는 실시형태들의 개별 양태들도 파악될 수 있고 서로 조합될 수 있다. 이와 관련하여, 핵심은, 본원 명세서를 알고 있는 상태에서 통상의 기술자를 통해 다양한 방식으로 실행될 수 있고 그럼에도 그 자체로서 유지되며 본 발명의 기초가 되는 사상들에 있다.

Claims (18)

  1. - 복수의 광원과,
    - 광 전도성 중실체로 이루어지고 복수의 광 가이드(3b)를 구비한 광 가이드 유닛(3)과,
    - 초점 평면(E)을 구비하며 하류에 배치되는 투영 렌즈(4)를 포함하는
    자동차 헤드램프용 조명 장치(1)로서,
    각자의 광 가이드(3b)는 이 광 가이드(3b) 내로 광원(2)의 광을 입력 결합하기 위한 광 입력 결합면(3b')을 포함하며, 광 가이드(3b)들은 통합되어 광 가이드 유닛(3)의 하나의 공통 광 출력 결합면(3a)을 형성하며, 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면(E)에 위치하는 것인, 상기 자동차 헤드램프용 조명 장치에 있어서, 상기 광 가이드 유닛(3)은 적어도 하나의 광 투과성 방향 전환 부재(6)를 포함하고, 상기 방향 전환 부재는 상기 광 출력 결합면(3a)을 따라서 리브 형태로 연장되면서 상기 광 출력 결합면(3a)을 넘어 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 돌출되거나, 또는 상기 방향의 반대 방향으로 상기 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 함몰부로서 형성되며, 상기 방향 전환 부재(6)는 상기 광 출력 결합면(3a)에서부터 상기 방향 전환 부재(6) 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 방향 전환하도록 구성되되, 상기 방향 전환 부재(6)는 삼각형 횡단면을 보유하고,
    상기 광 가이드 유닛(3)은, 상기 광 출력 결합면(3a) 상에 서로 겹쳐서 배치되는 2개 이상의 방향 전환 부재(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 방향 전환 부재(6)는 상기 광 출력 결합면(3a)의 전체 폭을 따라서 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 삼각형 횡단면은 3개의 변(S1, S2, S3)을 통해 한정되며, 상기 삼각형의 제1 변(S1)은 광학 축(X)에 대해 평행하게 연장되고 제2 변(S2)은 상기 광 출력 결합면(3a)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 삼각형 횡단면은 상기 제2 변(S2)의 단부와 상기 제1 변(S1)의 단부를 연결하는 제3 변(S3)을 포함하되, 상기 제2 변과 상기 제3 변(S3) 사이의 경사각(α, α1, α2)은 5°와 40° 사이인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  5. - 복수의 광원과,
    - 광 전도성 중실체로 이루어지고 복수의 광 가이드(3b)를 구비한 광 가이드 유닛(3)과,
    - 초점 평면(E)을 구비하며 하류에 배치되는 투영 렌즈(4)를 포함하는
    자동차 헤드램프용 조명 장치(1)로서,
    각자의 광 가이드(3b)는 이 광 가이드(3b) 내로 광원(2)의 광을 입력 결합하기 위한 광 입력 결합면(3b')을 포함하며, 광 가이드(3b)들은 통합되어 광 가이드 유닛(3)의 하나의 공통 광 출력 결합면(3a)을 형성하며, 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면(E)에 위치하는 것인, 상기 자동차 헤드램프용 조명 장치에 있어서, 상기 광 가이드 유닛(3)은 적어도 하나의 광 투과성 방향 전환 부재(6)를 포함하고, 상기 방향 전환 부재는 상기 광 출력 결합면(3a)을 따라서 리브 형태로 연장되면서 상기 광 출력 결합면(3a)을 넘어 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 돌출되거나, 또는 상기 방향의 반대 방향으로 상기 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 함몰부로서 형성되며, 상기 방향 전환 부재(6)는 상기 광 출력 결합면(3a)에서부터 상기 방향 전환 부재(6) 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 방향 전환하도록 구성되되, 상기 방향 전환 부재(6)는 삼각형 횡단면을 보유하고,
    상기 삼각형 횡단면은 3개의 변(S1, S2, S3)을 통해 한정되며, 상기 삼각형의 제1 변(S1)은 광학 축(X)에 대해 평행하게 연장되고 제2 변(S2)은 상기 광 출력 결합면(3a)에 대해 평행하게 연장되고,
    상기 삼각형 횡단면은 상기 제2 변(S2)의 단부와 상기 제1 변(S1)의 단부를 연결하는 제3 변(S3)을 포함하되, 상기 제2 변과 상기 제3 변(S3) 사이의 경사각(α, α1, α2)은 5°와 40° 사이이고,
    상기 광 가이드 유닛(3)은, 상기 광 출력 결합면(3a) 상에 서로 겹쳐서 배치되는 2개 이상의 방향 전환 부재(6)를 포함하고,
    상기 투영 렌즈(4)는 광학 축(X)을 포함하며, 그리고 상기 광 가이드 유닛(3)은, 상기 광학 축(X)이 상기 광 출력 결합면(3a)과 교차하는 정도로 배치되며, 전체 방향 전환 부재(6)는 상기 광학 축(X)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  6. 제5항에 있어서, 각자의 방향 전환 부재(6)의 제2 변과 제3 변 사이의 경사각(α, α1, α2)은, 서로 겹쳐서 배치된 방향 전환 부재(6)들의 경사각(α, α1, α2)이 상기 투영 렌즈(4)의 광학 축(X)에 접근할수록 감소하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  7. 제6항에 있어서, 각각의 방향 전환 부재(6)의 경사각(α, α1, α2)의 감소율은, 각각의 방향 전환 부재(6)의 하부에 위치하고 가장 가까운 방향 전환 부재(6)와 비교하여 5%와 50% 사이인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  8. 제1항에 있어서, 서로 겹쳐서 배치되는 방향 전환 부재(6)들은 상호 간에 인접하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  9. - 복수의 광원과,
    - 광 전도성 중실체로 이루어지고 복수의 광 가이드(3b)를 구비한 광 가이드 유닛(3)과,
    - 초점 평면(E)을 구비하며 하류에 배치되는 투영 렌즈(4)를 포함하는
    자동차 헤드램프용 조명 장치(1)로서,
    각자의 광 가이드(3b)는 이 광 가이드(3b) 내로 광원(2)의 광을 입력 결합하기 위한 광 입력 결합면(3b')을 포함하며, 광 가이드(3b)들은 통합되어 광 가이드 유닛(3)의 하나의 공통 광 출력 결합면(3a)을 형성하며, 광 출력 결합면(3a)은 투영 렌즈(4) 내로 광을 방출하도록 구성되어 실질적으로 투영 렌즈(4)의 초점 평면(E)에 위치하는 것인, 상기 자동차 헤드램프용 조명 장치에 있어서, 상기 광 가이드 유닛(3)은 적어도 하나의 광 투과성 방향 전환 부재(6)를 포함하고, 상기 방향 전환 부재는 상기 광 출력 결합면(3a)을 따라서 리브 형태로 연장되면서 상기 광 출력 결합면(3a)을 넘어 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 돌출되거나, 또는 상기 방향의 반대 방향으로 상기 광 출력 결합면(3a) 안쪽에 함몰부로서 형성되며, 상기 방향 전환 부재(6)는 상기 광 출력 결합면(3a)에서부터 상기 방향 전환 부재(6) 내로 입사되는 광을 적어도 부분적으로 상기 투영 렌즈(4)의 방향으로 방향 전환하도록 구성되되, 상기 방향 전환 부재(6)는 삼각형 횡단면을 보유하고,
    상기 광 가이드 유닛(3)의 광 가이드(3b)들은 서로 겹쳐서 위치하는 적어도 2개 또는 3개의 행으로 배치되며, 최하부 행은 상기 광 출력 결합면(3a)의 출력 결합 섹션(3a') 내로 광을 입력 결합하며, 상기 방향 전환 부재(6)들은 단지 상기 출력 결합 섹션(3a')의 하반부에만 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  10. 제9항에 있어서, 상기 최하부 행의 광 가이드(3b)들은 상기 적어도 하나의 방향 전환 부재(6) 및 투영 렌즈(4)와 상호작용하면서 하이빔 분포를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  11. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투영 렌즈(4)는 자신의 상면 및 하면에 상기 투영 렌즈(4) 자신의 구조 높이의 감소를 위해 상기 투영 렌즈(4)의 연속되는 원주를 중단하는 절개부(4')를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각자의 광 입력 결합면(3b')에 하나의 광원(2)이 할당되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원(2)들은 LED들인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조명 장치(1).
  14. 제1항에 따르는 조명 장치(1)를 포함하는 차량 헤드램프.
  15. 제14항에 있어서, 상기 차량 헤드램프가 장착된 상태에서 방향 전환 부재(6)들이 광 출력 결합면(3a)을 따라서 수평 방향으로 연장되도록, 상기 조명 장치(1)가 배치되고 상기 방향 전환 부재들(6)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드램프.
  16. 제1항 또는 제2항에 따른 조명 장치(1)를 적어도 하나 포함하는 자동차.
  17. 제14항 또는 제15항에 따른 차량 헤드램프를 적어도 하나 포함하는 자동차.
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